نمودار P-xy یکی از ابزارهای مهم در مهندسی شیمی و ترمودینامیک تعادلات فازی است که برای نمایش رابطه فشار و ترکیب فازی در سیستم‌های دوجزئی استفاده می‌شود. این نمودار نشان می‌دهد که چگونه فشار تعادلی یک مخلوط در دمای ثابت بر اساس تغییر ترکیب اجزا در فازهای مایع و بخار تغییر می‌کند.
اهمیت و کاربردهای نمودار P-xy
طراحی فرآیندهای جداسازی: استفاده در طراحی ستون‌های تقطیر، جذب و استخراج
پیش‌بینی رفتار مخلوط‌های چندجزئی: کمک به درک تعادل بخار-مایع (VLE) برای مخلوط‌های مختلف
بهینه‌سازی شرایط عملیاتی: تنظیم شرایط فشار برای افزایش بازده جداسازی ترکیبات
ساختار نمودار P-xy
نمودار P-xy در دمای ثابت رسم شده و شامل دو منحنی اصلی است:
منحنی Bubble Point (نقطه حباب): نشان‌دهنده فشاری است که در آن اولین حباب بخار از فاز مایع ظاهر می‌شود.
منحنی Dew Point (نقطه شبنم): نشان‌دهنده فشاری است که در آن اولین قطره مایع از فاز بخار متراکم می‌شود.
بین این دو منحنی، منطقه دو فازی قرار دارد که در آن هم فاز مایع و هم فاز بخار وجود دارند.
روش‌های محاسبه و رسم نمودار P-xy
قانون رائولت (Raoult’s Law) برای مخلوط‌های ایده‌آل
مدل‌های غیرایده‌آل (مانند Margules، Wilson، NRTL) برای در نظر گرفتن نیروهای بین مولکولی
استفاده از معادلات حالت (PR، SRK) برای تحلیل سیستم‌های پیچیده
شبیه‌سازی با نرم‌افزارهای مهندسی مانند Aspen HYSYS، MATLAB، Python
مثال کاربردی
در طراحی یک برج تقطیر دو جزئی (مانند جداسازی اتانول و آب)، نمودار P-xy کمک می‌کند تا فشار بهینه ستون و تعداد مراحل تعادلی مورد نیاز تعیین شود.
اگر به یادگیری بیشتر درباره تعادل بخار-مایع (VLE) و شبیه‌سازی‌های مرتبط علاقه‌مند هستید، مقالات و دوره‌های ما را دنبال کنید!
